От водорода до …?
Шрифт:
Элемент фотоискусства
О человеке, страдающем расстройством нервной системы, иногда говорят: «Он пьет бром» или: «Врачи прописали ему бром». Этому невозможно верить! Бром пить нельзя. В чистом виде бром — очень ядовитая, темно-красная, почти бурая, тяжелая (плотность 3,1) жидкость, которая даже при обычной температуре быстро испаряется на воздухе. Пары брома имеют оранжево-бурый цвет, обладают специфическим удушающе едким запахом, сильно раздражающим слизистые оболочки. За запах бром получил и свое название от греческого слова «бромос», что значит «вонь»,
Бром — весьма активный элемент, способный непосредственно соединяться со многими металлами. В природе бром встречается только в виде соединений. Однако бром никогда не образует мощных пластов или залежей солей.
Каждый из нас пользовался соединениями брома, даже не подозревая об этом. Ведь без соединений брома невозможно получить ни одной фотографии. Фотопластинки, пленки и фотобумага покрыты тонким слоем желатина и бромистого серебра. Это соединение обладает большой чувствительностью к свету. Подвергаясь в фотокамере воздействию света, бромистое серебро в той или иной степени разлагается в зависимости от степени освещенности фотографируемого предмета на бром и серебро. При обработке пленки получают негатив, с которого на фотобумаге печатают точную копию предмета. Без бромистого серебра трудно представить существование кино, ряда точных наук и т. п. С помощью фотографии человек познает природу. Фотографии обратной стороны Луны представляют космический вариант применения бромистого серебра.
Бром был открыт в 1826 г. молодым преподавателем колледжа города Монпелье Баларом. Открытие Балара сделало его имя известным всему миру. По этому поводу крупнейший немецкий химик Ю. Либих сказал: «Не Балар открыл бром, а бром открыл Балара».
Бром входит в состав слезоточивых отравляющих веществ, широко применявшихся в первую мировую войну. Ныне в Америке и других капиталистических странах бромосодержащие вещества использует полиция для разгона демонстраций трудящихся и борьбы с бастующими рабочими.
Основным источником бромистых соединений является вода соляных озер. Добывают бром из морской воды после ее сгущения испарением в мелководных бассейнах.
Скрытый газ
После открытия инертных газов: аргона в 1894 г. и гелия в 1895 г. — достаточно было посмотреть на периодическую систему Д. И. Менделеева, чтобы подтвердить возможность существования в природе других аналогичных газов. Один из авторов открытия аргона Рамзай писал: «…они непременно должны быть найдены в атмосфере, как бы мало ни было их количество». На отыскание их потребовалось несколько лет. В 1898 г. из воздуха был выделен газ неон, а вскоре за ним и другой инертный газ, названный за трудность его отыскания и выделения криптоном (по гречески «криптос» — скрытый). Насколько трудно было его обнаружить, можно судить по тому, что в одном кубическом метре воздуха содержится всего лишь один миллилитр криптона. Объем менее наперстка! «Сырьем» для выделения первых порций этого газа послужили сто кубических сантиметров жидкого воздуха. В этом же году было освоено получение жидкого воздуха в больших количествах, и это обеспечило успех Рамзая, нашедшего криптон.
Спектроскопическое исследование подтвердило заключение о новом элементе. «Скрытый» газ обладает такими линиями в спектре, которых не давало ни одно из известных тогда веществ.
Современная техника позволяет получать криптон из воздуха в значительных количествах, и есть все основания предполагать, что криптон скоро заменит инертный аргон в электрических лампочках. Лампочки, наполненные криптоном, еще более экономичны: при том же расходе энергии они дают больше света, лучше выдерживают перегрузку и значительно долговечнее обычных, наполненных смесью азота с аргоном. Это объясняется тем, что «массивные» малоподвижные молекулы криптона замедляют передачу тепла к стеклу лампы от накаленной нити и уменьшают испарение атомов вещества с ее поверхности.
Радиоактивный изотоп криптона — криптон-85, интенсивно излучающий бета-лучи, используется для наполнения специальных ламп, в которых энергия радиоактивного излучения превращается в видимый свет. Такие лампы состоят из стеклянного баллона, внутренние стенки которого покрыты фосфоресцирующим составом. Бета-лучи криптона-85, попадая на фосфоресцирующий состав, вызывают свечение его, хорошо видное на расстоянии до 450–500 м.
На расстоянии до 3 м от лампы можно совершенно свободно читать газету. Лампы долговечны (период полураспада криптона 8,5–10 лет), работают независимо от источника тока и внешних условий.
Темно-красный недотрога
Темно-красным этот мягкий, легкоплавкий (плавится при 39 °C) металл назван не за собственный цвет. Весьма сходный по свойствам с калием, он имеет серебристый цвет с металлическим блеском. Свое название он получил по красным линиям в спектре, по которым был обнаружен в 1861 г. немецким химиком Р. Бунзеном совместно с немецким физиком Г. Кирхгофом. Соединения рубидия — постоянные спутники соединений натрия и калия. В одних случаях их относительно много до 0,1 %, в других — значительно меньше. Наиболее богаты соединениями рубидия воды некоторых минеральных источников и некоторые минералы вулканического происхождения (лепидолит, литиевая слюда). На долю рубидия приходится 0,004 % от общего числа атомов земной коры.
Отдельные виды растений избирательно извлекают из почвы соединения рубидия. К числу таких растений относятся некоторые сорта свеклы. Рубидий содержится также в виноградном соке, где его от 0,5 до 1 мг в литре.
Рубидий — металл, который можно назвать химической недотрогой. От соприкосновения с воздухом он самопроизвольно воспламеняется и сгорает ярким розовато-фиолетовым пламенем. С водой взрывает, так же бурно реагирует при соприкосновении с фтором, хлором, бромом, йодом, серой. Как настоящего недотрогу, рубидий необходимо беречь от внешних воздействий. Для этой цели его помещают в сосуды, наполненные сухим керосином. Рубидий тяжелее керосина (плотность рубидия 1,5) и не реагирует с ним.
Рубидий — радиоактивный элемент, он медленно испускает поток электронов, превращаясь в стронций.
Наиболее замечательным свойством рубидия является его своеобразная чувствительность к свету. Под влиянием лучей света рубидий становится источником электрического тока. С прекращением светового облучения исчезает и ток. Явление возникновения электрического тока под влиянием света называется фотоэффектом, а электрический ток, возникающий при фотоэффекте, — фотоэлектричеством. Фотоэлектрические свойства рубидия дают возможность использовать его при изготовлении фотоэлементов — электрических приборов, в которых световая энергия непосредственно превращается в электрическую. Фотоэлементы широко применяются в настоящее время в звуковом кино, телевидении, автоматизации сложных производств, в управлении работой на расстоянии агрегатов и машин, в частности, в атомной технике.
В виде хлористых, бромистых и йодистых солей рубидий применяется в медицине как болеутоляющее и успокаивающее средство.
Участник фейерверков
«Металлом красных огней» академик А. Е. Ферсман назвал в своей чудесной книге «Занимательная геохимия» серебристо-белый, легкий (плотность 2,6), довольно мягкий металл стронций. Красный огонь, полученный с помощью стронция, видели многие. Всякий, кто любовался фейерверком, невольно следил за стремительным полетом ракет. Вот, быстро оставляя за собой светящийся след, шипя и потрескивая, высоко в небо взлетает ракета. Достигнув «потолка», светящаяся точка останавливается на какое-то мгновение, и вдруг в ночной темноте вспыхивает яркий, светящийся красным огнем, шар, освещающий на несколько секунд небосвод. Пламя горящей ракетной смеси окрасили соли стронция в характерный красный цвет. Чаще всего в состав красных ракет входит азотнокислый стронций. В России соединения стронция еще до их выделения в свободном виде широко использовались в пиротехнических составах уже во времена Петра Первого для получения «потешных огней», устраивавшихся обычно при проведении различных торжеств и празднеств. Хотя стронция в природе больше (0,008 %), чем многих других металлов, например меди, цинка, широкого применения он еще не нашел. Подобно другим активным металлам, например кальцию, стронций очищает черный металл от вредных газов и примесей. Это свойство дает стронцию перспективу применения в металлургии.